JP5745029B2 - 測定された動作特性に基づいてクロック信号を調整するための回路、システムおよび方法 - Google Patents
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Description
12 クロック調整回路
14 制御システム
16 動作監視回路
18 半導体ダイ
20 機能回路
22 動作情報
24 第1のクロック信号
26 クロック調整回路
28 第2のクロック信号
36 クロックエッジ調整回路
38 クロック合成回路
40 第3のクロック信号
42A 第1のリングオシレータ回路
44 システムバス
82 第1の第1の遷移部
84 第2の第1の遷移部
86 第1の第2の遷移部
88 第1の時間遅延
90 第2の時間遅延
110 プログラム可能な遅延回路
116 第1のインバータ
120 第1の遅延イネーブル信号
140 第1のPMOSトランジスタ素子
146 第1のNMOSトランジスタ素子
173 中央演算処理装置
174 メモリ制御回路
176 復号およびメモリ回路
178 アクセスバス
180 制御バス
182 データバス
184 復号回路
186 メモリ回路
188 ワード線バス
192 読取ビット線アクセス信号
194 書込ビット線アクセス信号
228 プロセッサベースのシステム
230 電子デバイス
Claims (17)
- 第1の論理レベルから第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部と、1周期の中に前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第3の遷移部と、を有するクロック信号を調整するための回路であって、
半導体ダイにおいて提供され、前記半導体ダイの中の機能回路に関連する少なくとも1つの動作特性を測定し、測定された少なくとも1つ動作特性を生成するように構成される、動作監視回路と、
前記測定された少なくとも1つの動作特性を受信し、前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を、前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいて調整し、前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部とを有する調整されたクロック信号を生成するように構成されるクロック調整回路と、
を具備し、
前記クロック調整回路は、前記クロック信号および遅延イネーブル信号を受信し、前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を、前記遅延イネーブル信号に基づいて調整し、前記調整されたクロック信号を生成するように構成されているプログラム可能な遅延回路を具備し、
前記プログラム可能な遅延回路は、
前記クロック信号を受信するための入力と、出力と、を有する第1インバータと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1インバータの前記出力に接続されるドレインと、を有する第1PMOSトランジスタと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第1NMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第1遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2PMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第2遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2NMOSトランジスタと、
を含み、
前記動作監視回路は、デジタル回路系を含み、
前記測定された少なくとも1つの動作特性は、前記デジタル回路系の動作と関連付けられ、
前記デジタル回路系は、第1のリングオシレータ回路と、第2のリングオシレータ回路と、第3のリングオシレータ回路と、を含み、
前記第1のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの低閾値電圧(LVT)電界効果トランジスタ(FET)を含み、
前記第2のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの高閾値電圧(HVT)FETを含み、
前記第3のリングオシレータ回路は、少なくとも1つのノミナル閾値電圧(NVT)FETを含むことを特徴とする回路。 - 前記調整されたクロック信号が、前記機能回路に提供されることを特徴とする請求項1に記載の回路。
- 前記プログラム可能な遅延回路はさらに、
前記第1インバータの前記出力に接続される入力と、前記調整されたクロック信号を提供するための出力と、を有する第2インバータと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、ドレインと、を有する第3PMOSトランジスタと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第3PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第3NMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第3遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第4PMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第4遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインとを有する、第4NMOSトランジスタと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の回路。 - 前記クロック調整回路がさらに、前記クロック信号および前記測定された少なくとも1つの動作特性を受信し、前記遅延イネーブル信号を生成するように構成されるクロックエッジ調整回路を含むことを特徴とする請求項3に記載の回路。
- 前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいて、前記動作監視回路から動作情報を受信し、該動作情報に基づいて、前記クロック調整回路にクロック調整情報を提供するように構成される制御システムをさらに含み、
前記調整されたクロック信号はさらに、前記クロック調整情報に基づくことを特徴とする請求項1に記載の回路。 - 前記機能回路は、前記調整されたクロック信号を受信するように構成された復号およびメモリ回路系を含み、
前記復号およびメモリ回路系へのメモリの読取りは、前記調整されたクロック信号に基づくことを特徴とする請求項1に記載の回路。 - 前記第1の遷移部は、前記復号およびメモリ回路系への前記メモリの読取りの開始をゲート制御し、
前記第2の遷移部は、前記メモリの読取りの間に、前記復号およびメモリ回路系へのワード線イネーブル信号をゲート制御することを特徴とする請求項6に記載の回路。 - セットトップボックス、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、携帯情報端末(PDA)、固定位置データユニット、移動位置データユニット、携帯電話、セルラー電話、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、モニタ、コンピュータモニタ、テレビジョン、チューナー、ラジオ、衛星ラジオ、音楽プレーヤ、デジタル音楽プレーヤ、ポータブル音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク(DVD)プレーヤ、およびポータブルデジタルビデオプレーヤからなる群から選択されるデバイスに組み込まれることを特徴とする請求項1に記載の回路。
- 第1の論理レベルから第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部と、1周期の中に前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第3の遷移部と、を有するクロック信号を調整するための回路であって、
半導体ダイにおいて提供され、前記半導体ダイの中の機能回路に関連する少なくとも1つの動作特性を測定し、測定された少なくとも1つ動作特性を生成するための手段と、
前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を、前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいて調整して、前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部とを有する調整されたクロック信号を生成するための手段と、
を含み、
前記調整するための手段が、
前記クロック信号を受信するための入力と、出力とを有する第1インバータと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1インバータの前記出力に接続されるドレインと、を有する第1PMOSトランジスタと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第1NMOSトランジスタと、
第1遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2PMOSトランジスタと、
第2遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2NMOSトランジスタと、
前記第1インバータの前記出力に接続される入力と、前記調整されたクロック信号を提供するための出力と、を有する第2インバータと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、ドレインと、を有する第3PMOSトランジスタと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第3PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第3NMOSトランジスタと、
第3遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第4PMOSトランジスタと、
第4遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第4NMOSトランジスタと、
を含み、
前記半導体ダイにおいて提供され、前記半導体ダイの中の機能回路に関連する少なくとも1つの動作特性を測定し、測定された少なくとも1つ動作特性を生成するための手段は、
第1のリングオシレータ回路と、
第2のリングオシレータ回路と、
第3のリングオシレータ回路と、を含み、
前記第1のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの低閾値電圧(LVT)電界効果トランジスタ(FET)を含み、
前記第2のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの高閾値電圧(HVT)FETを含み、
前記第3のリングオシレータ回路は、少なくとも1つのノミナル閾値電圧(NVT)FETを含むことを特徴とする回路。 - 第1の論理レベルから第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部と、1周期の中に前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第3の遷移部と、を有するクロック信号を調整するための方法であって、
半導体ダイの中の動作監視回路を用いて、前記半導体ダイの中の機能回路に関連する少なくとも1つの動作特性を測定するステップと、
前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を、前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいて調整して、前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部とを有する調整されたクロック信号を生成するステップと、
第1遅延イネーブル信号および第2遅延イネーブル信号に基づいて、第1インバータの駆動の強さを調整するステップと、
第1遅延イネーブル信号および第2遅延イネーブル信号に基づいて、第2インバータの前記駆動の強さを調整するステップと、
を含み、
前記第2インバータは、前記調整されたクロック信号を提供する際に前記第1インバータに接続され、
前記少なくとも1つの動作特性を測定するステップは、
複数のリングオシレータ回路からカウンタ値を読み取るステップと、
前記カウンタ値を平均して、少なくとも1つの平均カウンタ値を生成するステップと、
を含み、
前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を調整するステップは、
前記カウンタ値と遅延調整を関連付ける参照テーブルを用いて、前記少なくとも1つの平均カウンタ値に基づき、少なくとも1つの必要な遅延調整を決定するステップと、
前記少なくとも1つの必要な遅延調整に基づき、前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を調整して、前記調整されたクロック信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記調整されたクロック信号を前記機能回路に提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの動作特性を測定するステップが、制御システムにより指示されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 半導体ダイであって、
前記半導体ダイの中の機能回路に関連する少なくとも1つの動作特性を測定するように構成される動作監視回路を含み、
前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいてクロック信号を調整して、前記機能回路に調整されたクロック信号を提供するように構成されるクロック調整回路に結合され、
前記クロック信号は、第1の論理レベルから第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部と、1周期の中に前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第3の遷移部と、を有し、
前記クロック調整回路は、前記測定された少なくとも1つの動作特性に基づいて、前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を調整して、前記第1の論理レベルから前記第2の論理レベルへの第1の遷移部と、前記第2の論理レベルから前記第1の論理レベルへの第2の遷移部とを有する前記調整されたクロック信号を生成し、
前記クロック調整回路は、前記クロック信号および遅延イネーブル信号を受信して、前記クロック信号の、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部のどちらか1つの発生、または、前記第2の遷移部と前記第3の遷移部の両方の発生を、前記遅延イネーブル信号に基づいて調整し、前記調整されたクロック信号を生成するように構成されたプログラム可能な遅延回路を備え、
前記プログラム可能な遅延回路は、
前記クロック信号を受信するための入力と、出力と、を有する第1インバータと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1インバータの前記出力に接続されるドレインと、を有する第1PMOSトランジスタと、
前記第1インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第1PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第1NMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第1遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2PMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第2遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第1NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第2NMOSトランジスタと、
前記第1インバータの前記出力に接続される入力と、前記調整されたクロック信号を提供するための出力と、を有する第2インバータと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、ドレインと、を有する第3PMOSトランジスタと、
前記第2インバータの前記入力に接続されるゲートと、ソースと、前記第3PMOSトランジスタの前記ドレインに接続されるドレインと、を有する第3NMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第3遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3PMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第4PMOSトランジスタと、
前記遅延イネーブル信号に属する第4遅延イネーブル信号を受信するためのゲートと、前記第3NMOSトランジスタの前記ソースに接続されるドレインと、を有する第4NMOSトランジスタと、
を含み、
前記動作監視回路は、デジタル回路系を含み、
前記測定された少なくとも1つの動作特性は、前記デジタル回路系の動作と関連付けられ、
前記デジタル回路系は、第1のリングオシレータ回路と、第2のリングオシレータ回路と、第3のリングオシレータ回路と、を含み、
前記第1のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの低閾値電圧(LVT)電界効果トランジスタ(FET)を含み、
前記第2のリングオシレータ回路は、少なくとも1つの高閾値電圧(HVT)FETを含み、
前記第3のリングオシレータ回路は、少なくとも1つのノミナル閾値電圧(NVT)FETを含むことを特徴とする半導体ダイ。 - 前記クロック調整回路がさらに、前記クロック信号および前記測定された少なくとも1つの動作特性を受信し、前記遅延イネーブル信号を生成するように構成される、クロックエッジ調整回路を含むことを特徴とする請求項13に記載の半導体ダイ。
- 前記機能回路は、前記調整されたクロック信号を受信するように構成された復号およびメモリ回路系を含み、
前記復号およびメモリ回路系へのメモリの読取りは、前記調整されたクロック信号に基づくことを特徴とする請求項14に記載の半導体ダイ。 - 前記第1の遷移部は、前記復号およびメモリ回路系への前記メモリの読取りの開始をゲート制御し、
前記第2の遷移部は、前記メモリの読取りの間に、前記復号およびメモリ回路系へのワード線イネーブル信号をゲート制御することを特徴とする請求項15に記載の半導体ダイ。 - 前記クロック調整回路をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の半導体ダイ。
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